[发明专利]一种金属玻璃椭球单毛细管光学器件及其制备方法

权利要求书

1.一种金属玻璃椭球单毛细管光学器件，其特征在于，包括：玻璃实心构件和金属膜；

所述玻璃实心构件为玻璃制成的实心椭球单毛细管，用于传输和汇聚光线，所述玻璃实心构件为轴对称结构，外表面经抛光处理，沿轴方向的外形母线满足椭球方程，在长轴方向截去两端形成两个圆形端面；

所述玻璃实心构件长轴两侧的圆形端面分别为光入口端和光出口端，所述光入口端用于接收光线，所述光出口端用于输出光线；

所述金属膜均匀附着在玻璃实心构件外侧，所述玻璃实心构件外侧包含除光入口端和光出口端以外的全部区域；

所述玻璃实心构件与金属膜的接触面构成全反射面，所述全反射面用于光线从所述光入口端输入后，在所述玻璃实心构件与金属膜的接触面上发生全反射，汇聚在所述光出口端。

2.根据权利要求1所述的一种金属玻璃椭球单毛细管光学器件，其特征在于，所述玻璃实心构件的材质为轻质玻璃，包含锂、铍、硼中的一种或多种元素。

3.根据权利要求1所述的一种金属玻璃椭球单毛细管光学器件，其特征在于，所述金属膜包含钨、金、铂中的一种或多种元素。

4.根据权利要求1至3所述的任意一种金属玻璃椭球单毛细管光学器件，其特征在于，当所述玻璃实心构件的长半轴为200mm时，短半轴的取值区间是0.07-0.2mm，当所述玻璃实心构件的长半轴为1000mm时，短半轴的取值区间是0.33-1.0mm。

5.根据权利要求4所述的任意一种金属玻璃椭球单毛细管光学器件，其特征在于，所述玻璃实心构件的密度为2.2-2.5g/cm³。

6.一种金属玻璃椭球单毛细管光学器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

选取没有气泡、条纹和结石的实心玻璃管作为玻璃母管；

加热所述玻璃母管，制成直径为1-5mm的玻璃单管；

拉制所述玻璃单管，制成实心椭球单毛细管，所述实心椭球单毛细管为轴对称结构，沿轴方向的外形母线满足椭球方程；

对所述椭球单毛细管表面进行抛光处理；

在所述椭球单毛细管表面镀上厚度为0.1-0.5mm的金属薄膜；

在所述椭球单毛细管的长轴方向截去两端形成两个圆形端面，所述两个圆形端面分别为光入口端和光出口端；

对所述光入口端和光出口端做抛光处理。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述加热玻璃母管，制成直径为1-5mm的玻璃单管，包括：

将所述玻璃母管放入拉丝机中，所述拉丝机由拉丝炉、送料机构、拉丝机构、电控系统四大部分组成；

把玻璃母管一端插入送料机构的三抓头上夹紧，另一端插入加热炉中，调节送料机构的升降机高度，使玻璃管伸入炉中的中间位置；

提高加热炉温度直至玻璃母管的软化温度，使玻璃母管由自身重量逐渐下垂成为细丝，将所述细丝插入拉丝机构的拉丝轮之间，由拉丝轮牵引，拉丝向下，制成玻璃单管。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述拉制玻璃单管，制成实心椭球单毛细管，包括：

固定拉丝机的送料速度，改变拉丝速度，往下拉出平行束透镜形状，接着拉成有足够的长度的平行段，停止送料并逐步加快拉丝速度，使透镜形状越来越细且两端对称。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述拉制玻璃单管，制成椭球单毛细管的过程，由手工完成，或者由机器根据编制的程序来完成。

10.根据权利要求6至9任意一项所述的方法，其特征在于，所述在椭球单毛细管表面镀上厚度为0.1-0.5mm的金属薄膜，包括：

金属薄膜包括钨、金、铂中的一种或多种元素，由镀膜工艺完成，所述镀膜工艺是电化学法、物理气相沉积法、化学气相沉积法中的一种。